崇明岛大型生态灌区规划建设探讨

2015-12-30林发永李学峰

水利规划与设计 2015年6期

关键词：崇明岛灌排泵站

林发永，李学峰，杨睿

（上海市水务规划设计研究院，上海200233）

崇明岛大型生态灌区规划建设探讨

林发永，李学峰，杨睿

（上海市水务规划设计研究院，上海200233）

崇明岛是我国第三大岛，也是上海市唯一的大型灌区所在地。为适应崇明岛生态发展战略，满足现代生态农业发展与生产需要，本文提出了崇明岛大型生态灌区建设的设想，并对大型生态灌区的特征、规划发展目标、建设体系、建设措施进行了剖析，为崇明岛大型生态灌区建设提出了初步的理论基础。

生态灌区；理论体系；灌区规划；崇明岛

1 崇明岛大型生态灌区的提出

崇明岛是我国第三大岛，地处长江口，面积1267km2。崇明大型灌区也是我国402个大型灌区之一，设计灌溉面积91.9万亩。根据《崇明岛生态建设纲要》，崇明岛农业主要发展现代生态农业和绿色有机农业。至2020年，主要农产品无公害、绿色食品、有机食品认证比例达90%，其中绿色食品和有机食品认证比例达30%，良种覆盖率达98%。

为适应崇明岛发展现代生态农业的需要，根据当前对生态灌区的理论研究，结合上海市水利现代化建设目标及灌区特点，利用崇明岛“水丰质好、土美田多、环境清新、气候适宜”的自然优势，《上海市农田水利规划》提出了“2020年基本建成崇明岛绿色优质农产品生态灌区”的总体目标。

为此，需规划建设崇明岛大型生态型灌区，早日实现崇明岛农田水利现代化，为崇明生态岛战略的实施提供有力的支撑。

2 大型生态灌区的主要特征

（1）灌排系统配置完善。灌区的灌排系统应布置合理、配置完善，实现灌排自如，并达到较高的灌排保障标准。灌溉保证率要达到95%以上，排涝标准达到10年一遇以上。排水工程和农田所在区域的河道，应注重与自然生态环境相协调，并有利于生物繁衍与生物多样性。

（2）资源利用合理高效。灌区“水、肥、土”等生产要素资源实现合理高效利用，达到节水、节能、减排的目标。灌溉水质要符合《农田灌溉水质标准》，并满足无公害农业生产栽培环境需要。灌溉泵站装置效率应不低于55%，灌区节水灌溉工程覆盖率达到80%以上，灌溉水利用系数达到75%以上，水分生产率应达到1kg/m3以上。

（3）生态环境健康优美。灌区生态系统健康，基本实现生态上的自我维持和良性循环。重视灌排工程的生态化设计，注重农田生态环境的改善，农村污水收集纳管、达标排放，逐步改善灌溉水质，使灌溉水质达标无公害。农田所在区域的生态河道的占比要达到70%以上，达标排放率应不小于80%。

3 崇明岛大型生态灌区主要发展指标

按照《上海市农田水利规划》确定的“2020年基本建成崇明岛绿色优质农产品生态灌区”的规划总体目标，根据崇明岛的实际情况，农田水利建设以水源工程建设、续建配套与节水改造和提高田间排涝能力为中心，水、田、路、林、村整体规划，旱、涝、渍、盐、碱综合治理，通过农田水利工程实施达到节水、增效的目的。按照外围防汛安全、农田灌溉、灌溉水质、排水降渍、设施管理、建设要求等几个方面，提出了崇明岛生态灌区建设的主要发展指标，共拟定了生态灌区6个类别、10个发展指标，具体指标详见表1。力争通过5～10年的努力，基本建成与现代生态农业发展相适应的“配套齐全、灌排通畅、安全高效、绿色生态”的农田水利体系，实现基本农田水利设施全覆盖、农业生产旱涝保丰收、灌溉水质达标无公害、设施运行管理信息化。

表1 崇明岛大型生态灌区主要发展指标

4 崇明岛大型生态灌区主要规划建设措施

4.1 生态灌区建设的三大环节

围绕生态灌区建设，崇明县当从水源、输水和田间三大环节开展工作，具体是如下三点。

（1）建设节能、高效、美观的水源工程。开展灌溉泵站（含灌排两用）节能建设和外观提升，通过新建特低水头泵站、安装节能变频装置、优化泵站外观等措施，建成“节能、高效、美观”的新型泵站。

（2）大力开展骨干灌排河道生态治理。在实现水系有效沟通的基础上，改变传统单一的硬质化措施，因地制宜采用生态型的护岸衬砌措施，并合理建设生态水景和亲水平台，实现“功能性、安全性、生态性、景观性”的有机结合，建成“水清、流畅、岸绿、景美、和谐”引排水主干道。

（3）因地制宜建设拦截农业面源污染的田间“三道防线”。注重田间灌排设施的多功能性，改变过去全断面、硬质化的衬砌措施，构建农田（节水灌溉与控制排水）-生态型田间沟渠（带状湿地）-小型湿地（低洼地）三道防线，在满足正常灌排水功能要求的同时，进一步削减农业面源污染，改善河网水体环境。

4.2 生态灌区建设主要技术措施

（1）河湖水系生态治理。在确保灌区防汛除涝、灌溉排水安全的基础上，更加注重河流生物多样性的营造；护岸结构更加注重水、陆、气的交换和利于河流生物生长的河流生境设计与构建；注重以人为本、亲水景观营造等河流的多功能性开发和综合利用；从而提高灌溉水体质量和河流自净能力，发挥河流的综合功能。

（2）水源工程的节能高效和景观改造。灌溉泵站（水源工程）节能、低碳和高效改造，提高运行效率；同时对泵房的外观进行美化和景观改造，使农田灌溉泵站建筑成为乡村的亮丽风景线。

（3）灌排工程的多功能性。灌排工程建设突出“集约、高效、节水、生态和综合利用”的原则，既为提高农业综合生产能力服务，也为建设美丽乡村服务。

（4）农水设施的信息化运行管理。加快研究成本低、管理方便、操作简单，具有远程自动控制与监测能力的灌排系统，突出农水设施的信息化运行管理。

4.3 田间灌排设施、道路、林带建设

水、田、路、林、村统一规划，田间灌排设施、农业生产道路、防护林带、田地平整综合配套。灌溉设施推进低压管道建设，落实自助式灌溉设施发展目标，提高灌溉效率，减少劳动力。灌排渠沟注重节水高效、排水降渍、生态截污的统一。田间机耕路要适应农业耕作现代化的需要，满足农业现代化设备通行需要，同时还需要道路的生态化、透水性设计，注重低冲击技术开发应用。林带建设与田间生产道路、田块分割有机统一，并注意不降低灌区的出地率。

4.4 生态型村级泯沟建设

村级河道疏浚及生态整治目的以保障农田排水和降渍为主，但是，考虑到建设生态灌区的需求，针对过去功能单一的田间排水系统，下一阶段建设中要改变全断面、硬质化的衬砌措施，构建农田（节水灌溉与控制排水）—生态型田间沟渠（带状湿地）—小型湿地（低洼地）三道防线，在满足正常排水功能要求的同时，进一步削减农业面源污染，改善河网水体环境，逐步实现村级河道功能性与生态性的和谐统一，为崇明县建设美丽乡村和生态灌区服务。

4.5 节能高效泵站工程建设

崇明岛的小型水源工程主要是小型灌溉泵站，它是农业灌溉的起点，是农田水利建设的主要内容之一。小型水源工程建设的重点是提升装置效率，实现低碳、节能的目的，同时兼顾外观造型与美丽乡村的统一。

泵站机电设备应尽量选用特低扬程开敞式轴流泵，提高效率，降低能耗；泵站控制系统因地制宜建设变频控制装置，节能降耗。

4.6 外围水系配套建设

按照灌排通畅、防汛保障、绿色生态的原则，推进崇明岛县级、镇级骨干河道整治与建设。具体是一要满足城市总体规划、地块控详规划和河道水系规划原则；二要符合地区水环境综合整治、河道整治总体规划思想，保证防汛除涝、蓄水引水等水安全的原则，并满足农业灌溉需要；三要考虑低碳生态要求，优先使用天然材料及科技含量高、环保生态的新材料；四要尽可能采用先进设计技术，降低造价，体现经济效益；五要体现江南水乡特色，改善农村生态环境，体现生态岛风貌。

4.7 智能型精准灌溉示范区建设

智能型精准灌溉示范区建设的主要内容包括高效节水灌溉基础设施、灌溉水源水质在线监控设施和智能型精准灌溉系统开发及安装三大部分。

（1）高效节水灌溉基础设施建设。立足现代农业发展，大力推进高效节水灌溉设施建设，高效节水灌溉工程面积覆盖率达到50%以上，并且每个镇均要有一个智能型精准灌溉示范灌区。

（2）灌溉水源水质在线监测设施建设。根据生态崇明建设要求，全县要对灌溉水源水质进行检测和监控，该项工作由县环保局、水务局等单位实施。建议每个镇建设一处灌溉水源水质在线监测系统。该系统具有水源流量、水质的连续在线监测功能，可为灌溉管理和农业生产提供决策依据。

（3）智能型精准灌溉系统开发与建设。智能型精准灌溉系统是以作物需水量预测、预报模型为基础，通过参考作物需水量预测、作物系数研究和确定、作物灌水量和灌水次数模拟等一系列计算，得到不同保证率下的典型作为灌溉制度，再结合土壤含水率测定、田间微气候测定、作物缺水诊断等技术确定的灌溉信号，实现对作物适时适量的智能化精准灌溉。典型的智能型精准灌溉系统一般以现有高效节水灌溉设施为基础，配置土壤含水率监测系统、气象监测系统、灌溉决策系统（核心部件，包括蓄水预测、用水调度、灌溉决策等内容）、灌溉控制硬件等（如图1）。